Korrosion

Korrosion ist die Reaktion eines metallischen Werkstoffes mit seiner Umgebung (z. B. Gase, Elektrolyte), die zu einer messbaren Veränderung des Werkstoffes führt, meist mit negativen Auswirkungen. Es gibt verschiedene Arten der Korrosion, darunter:

Biologische Korrosion (Biokorrosion): Diese ist im Prinzip eine elektrochemische Korrosion. Der Begriff berücksichtigt die komplexen Vorgänge im biologischen Milieu. Korrosionstests im Labor mit einfachen Elektrolyten sind daher nur bedingt übertragbar. In biologischen Systemen bilden sich auf festen Oberflächen Biofilme aus Algen, Pilzen und Bakterien. Ihre Stoffwechselprodukte wie Schwefelwasserstoff, Schwefelsäure oder Salpetersäure können verschiedene Korrosionsarten auslösen. Viele Zusammenhänge in diesem Bereich sind noch nicht vollständig erforscht.

Chemische Korrosion: Diese beschreibt die Reaktion von Werkstoffen mit Lösungsmitteln, Gasen oder anderen Substanzen durch oberflächliches Eindringen des Lösungsmittels. Bei Metallen und Legierungen ist besonders die Reaktion mit Luftsauerstoff bekannt, auch als trockene Korrosion bezeichnet, wie beispielsweise bei Titan. Solche Reaktionen werden bei hohen Temperaturen stark beschleunigt, etwa beim „Aufbrennen“. Dabei entsteht eine Legierungsoxidschicht, die eine stabile Verbindung zwischen Legierung und keramischen Massen bei der Verblend-Metall-Keramik-Technik darstellt. Reaktionen bei hohen Temperaturen ohne Sauerstoff werden als Heißgaskorrosion bezeichnet.

Elektrochemische Korrosion: Diese entsteht durch die Ausbildung von Korrosionselementen, bei denen zwischen Anoden- und Kathodenbereichen eine Spannung besteht. Die ablaufenden Prozesse sind voneinander abhängig, können jedoch an unterschiedlichen Orten stattfinden. Solche Korrosionselemente treten zum Beispiel bei der Kontaktkorrosion auf, wenn verschiedene Metalle in leitendem Kontakt stehen und ein ionenleitendes Medium vorhanden ist. Ein Beispiel sind Rohrinstallationen aus verschiedenen Materialien, etwa eine Warmwasser-Kupferleitung in Kontakt mit einer Kaltwasser-Stahlleitung. Diese Korrosionsart kann auch durch Unterschiede im Sauerstoffgehalt des Elektrolyten entstehen, wie beim Rosten von Eisen. Bekannt ist auch, dass Titan in Verbindung mit edelmetallhaltigen Legierungen als Anode korrodieren kann, während es bei edelmetallfreien Legierungen als Kathode stabil bleibt.

Selektive Korrosion: Diese tritt bei metallischen Werkstoffen auf, deren Gefüge aus inhomogenen Kristalliten besteht. Ein Gefügebestandteil löst sich anodisch auf, während ein anderer als Kathode wirkt.

Die Korrosionsfestigkeit wird nach der Norm DIN 13906-T2 gemessen (Immersionstest). Dabei wird der Gewichtsverlust einer Probe ermittelt, die sieben Tage lang in einer Korrosionslösung aus 0,1 M Milchsäure und 0,1 M Kochsalz bei 37 °C gelagert wird. Die unterschiedliche Toxizität der Ionen wird bei diesem Test nicht berücksichtigt.